DE3712874A1 - Penning-vakuummeter - Google Patents
Penning-vakuummeterInfo
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L21/00—Vacuum gauges
- G01L21/30—Vacuum gauges by making use of ionisation effects
- G01L21/34—Vacuum gauges by making use of ionisation effects using electric discharge tubes with cold cathodes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Penning-Vakuummeter nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs.
Es ist üblich, in dem Hochvakuum-Bereich, d.h. bei Drücken
von ca. 10-5 Pa bis 1 Pa das Ionisationsvakuummeter mit
Kaltkatode und Magnetfeld, d.h. das Penning-Vakuummeter
zur Druckmessung zu verwenden. Eine ausführliche
Beschreibung derartiger Vakuummeter ist im Buch von
J.H. Leck: Pressure measurement in Vacuum Systems (S. 113)
zu finden.
Es ist wohlbekannt, daß in dem genannten Druckbereich, in
der erzeugten Gasentladung der durchfließende Strom von
der angelegten Spannung, der Gaszusammensetzung und dem
Druck abhängt. Wenn nun der Entladungsraum in ein
Magnetfeld gesetzt wird, sind die Elektronen gezwungen,
unter der Wirkung des Magnetfelds, in der Gasentladung,
von der Katode zu der Anode sich bewegend einer
spiralförmigen Zykloidid-Bahn zu folgen. Demzufolge kommen
auch bei einer recht niedrigen Gasdichte, d.h. bei hohem
Vakuum, ionisierende Anstöße in für die Vakuummessung
erforderlicher genügend hoher Anzahl zustande. Dieser
Prozeß bildet praktisch die Grundlage für die Arbeit des
rohrförmig ausgebildeten Penning-Vakuummeters. Wenn nun in
dem Rohr das Magnetfeld und die Gaszusammensetzung auf
einem konstanten Wert gehalten werden, stellt die Stärke
des entstandenen Entladungsstroms das Maß des Drucks dar.
Wenn man den Entladungsstrom auf einen Mikroamperemesser
leitet, kann man nach entsprechender Kalibrierung den
Druckwert, d.h. das Vakuum, unmittelbar an dem Amperemeter
ablesen.
Inzwischen wurde das ursprünglich ein zwischen
Magnetbacken eingesetztes Glasrohr enthaltende Vakuummeter
weiterentwickelt. Heute besteht das Penning-Vakuummeter
praktisch ausschließlich aus Metallelementen. Solche
Vakuummeter sind z.B. in dem Katalog der Firma Balzers AG
(Liechtenstein) beschrieben. Diese robusten und
betriebssicheren Meßgeräte werden überwiegend aus Metall
hergestellt, Meßzelle und Anschlußflansch sind aus
rostfreiem Stahl gefertigt. Das Magnetfeld wird von einem
die Meßzelle umschließenden Dauermagneten erzeugt, das
Meßrohr wird mit Gleichspannung von einigen kV gespeist.
Gegenüber den Ionisationsvakuummetern mit geheizter Katode
weisen diese Meßgeräte zahlreiche Vorteile auf. Es wird
schnell gemessen, die Bedienung ist einfach,
Empfindlichkeit ist hoch, Überlastungen, ja sogar
Lufteinbrüche werden gut vertragen.
Neben allen vorteilhaften Eigenschaften weist jedoch das
bekannte Meßgerät den Nachteil auf, daß die Anzeige nicht
immer eindeutig ist, da die Druck-Strom-Charakteristik
nicht immer monoton verläuft, es kommen Sprünge und
Hysterese-Effekte vor. Aus diesem Grunde ist das
Anwendungsgebiet beschränkt, durch diese Nachteile ist die
Verwendung in automatischer Steuerung ebenfalls begrenzt.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein
Penning-Vakuummeter der eingangs genannten Art so zu
verbessern, daß die genannten Fehler nicht mehr auftreten
und man eine monotone Charakteristik für die Abhängigkeit
des Drucks vom Strom erhält. Diese Aufgabe wird mit einem
Vakuummeter gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs gelöst,
das sich durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des
Patentanspruchs auszeichnet.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Lage der
anodeneinführenden Patrone und der Wert der in dem
Entladungsraum bestehenden magnetischen Induktion eine
entscheidende Rolle bei der Beseitigung der Nachteile
spielen.
Eine weitere Erkenntnis liegt darin, daß der Abstand
zwischen der anodentragenden Weicheisenpatrone (deren
Ende) und dem Rand des Entladungsraums eine äußerst
wichtige Rolle spielt. Wenn das Ende der Patrone in den
Entladungsraum hineinreicht, können in der Charakteristik
Sprünge und Hysterese beobachtet werden und die
Empfindlichkeit des Meßrohrs unterschreitet den Sollwert.
Die gleiche Situation ergibt sich, wenn obzwar das
Patronenende in der Bohrung liegt, seine Lage die
erfindungsgemäß erkannte minimale Tiefe nicht erreicht.
Die Erkenntnis dieser Lage bildet die eine Charakteristik
der erfindungsgemäßen Lösung.
Gleicherweise wurde erkannt, daß auch die magnetische
Induktion einen optimalen Wertbereich besitzt, unter
welchem die Empfindlichkeit des Meßrohrs den
erforderlichen Wert unterschreitet, wenn hingegen der
betreffende Wertbereich übertroffen wird, wird die
Empfindlichkeit befriedigend sein, aber Sprünge und
Hysterese treten in der Charakteristik auf.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch das
erfindungsgemäße Penning-Vakuummeter,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Teils 1 des
Meßrohrs des Vakuummeters,
Fig. 3 die Beziehung zwischen der Charakteristik und der
Position der Patrone,
Fig. 4 die Beziehung zwischen der Charakteristik und der
magnetischen Induktion.
Fig. 1 veranschaulicht den Aufbau des erfindungsgemäßen
Penning-Vakuummeters. Das Meßrohr besteht aus einem
zylindrischen, aus Stahl gefertigten Katodenkörper 1,
einer angeschweißten Weicheisenscheibe 2, einer in eine
Glasperle 3 eingelöteten anodentragenden Weicheisenpatrone
4, einem Wolfram-Anodenstab 5, einem Weicheisenstöpsel 6
und sich darin befindenden Gaseinlaßbohrungen 14, einem
unteren bzw. oberen Weicheisenhaltering, desweiteren aus
einem zylindrischen Dauermagneten 9. Diese Elemente
umschließen einen Entladungsraum 10.
In Fig. 2 ist jener Teil des erfindungsgemäßen
Penning-Vakuummeters nach Fig. 1 in vergrößerter
Darstellung zu sehen, der das Wesen vorliegender Erfindung
veranschaulicht. Es wurde nämlich erkannt, daß die eine
Voraussetzung der vollkommenen hochempfindlichen Funktion
des Vakuummeßrohrs mit einer Charakteristik ohne Sprung
und Hysterese darin besteht, daß die anodentragende
Weicheisenpatrone 4 in der Bohrung 11 einen bestimmten
Platz einnehmen und sich in der entsprechenden Position
befinden muß; das bedeutet, daß zwischen einer dem
Entladungsraum zugewandten Endplatte 12 der Patrone und
dem Rand des Entladungsraums 13 ein optimaler Abstand t
einzuhalten ist, dessen Wert der Beziehung
t ≧ a (0,5 + 0,03b)
folgt, wobei a den Durchmesser der Bohrung 11 und b den
Durchmesser der anodentragenden Weicheisenpatrone 4
bezeichnen.
Fig. 3 stellt die Beziehung zwischen der Charakteristik
und der Position der Patrone für den Fall dar, in dem die
Induktion im Bereich zwischen 0,05 und 0,08 T (tesla)
liegt. Auf der Abszissenachse ist der tatsächliche Druck
p v aufgetragen, die Ordinaten entsprechen den an dem
Meßrohr angezeigten Druckwerten p m . Linie d
veranschaulicht den idealen Fall, die Kurve a den Fall, in
dem t = O, und die Kurve b den Fall, in dem der Wert t durch
die Ungleichung O<t<a(0,5+0,03 b) bestimmt wird,
zuletzt veranschaulicht die Kurve c den Fall, in dem der
Wert t dem in dem Patentanspruch definierten Bereich
entspricht, d.h. t≧a(0,5+0,03 b).
Fig. 4 veranschaulicht die Beziehung zwischen der
Charakteristik und der magnetischen Induktion für den
Fall, in dem der Wert t dem Patentanspruch entspricht. Die
Koordinaten sind mit denen der Fig. 3 übereinstimmend. Wie
bei der Fig. 3 gibt die Gerade d die ideale Charakteristik
an; die Kurve a weist auf eine den Wert 0,05 T
unterschreitende Induktion, die Kurve b eine den Wert 0,08
T überschreitende Induktion hin, während die Kurve c den
Fall für die erfindungsgemäße Induktion anzeigt.
Aus den Fig. 3 und 4 geht eindeutig hervor, daß die
Anzeige des erfindungsgemäßen Vakuummeßrohrs eindeutig
ist, die Druck-Stromcharakteristik monoton verläuft;
Sprünge-Hysteresen kommen nicht vor, die Empfindlichkeit
ist befriedigend. Als Erfolg kann die erfindungsgemäße
Lösung in automatischen Steuerungen mit höchster
Zuverlässigkeit verwendet werden.
Claims (1)
- Penning-Vakuummeter mit Kaltkatode und Magnetfeld, bestehend aus einem aus Stahl gefertigten zylindrischen Katodenkörper (1), einer daran angeschweißten, mit einer Bohrung (11) versehenen Weicheisenscheibe (2), aus einer in eine Glasperle (3) eingelöteten anodentragenden Weicheisenpatrone (4), einem in die Patrone (4) eingespannten Wolfram-Anodenstab (5), einem mit Gaseinlaßbohrungen (14) versehenen Weicheisenstöpsel (6), einem unteren und oberen Weicheisentragring (7, 8) und einem zylindrischen Dauermagneten (9), die einen Entladungsraum (10) umschließen, dadurch gekennzeichnet, daß im Entladungsraum (10) der Wert der magnetischen Induktion 0,05-0,08 T beträgt und daß der Abstand zwischen einer dem Entladungsraum (10) zugewandten Endplatte (12) der anodentragenden Patrone (4), die in der Bohrung (11) der Weicheisenscheibe (2) liegt, und einem Rand (13) des Entladungsraums (10) durch die Formel t ≧ a (0,5 + 0,03b)definiert ist, wobei a den Durchmesser der Bohrung (11) und b den Durchmesser der anodentragenden Patrone (4) bezeichnen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU472086A HU196530B (en) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | Cold-cathode magnetic field vacuum gauge tube /penning vacuum gauge tube/ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873712874 Withdrawn DE3712874A1 (de) | 1986-11-17 | 1987-04-15 | Penning-vakuummeter |
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DE (1) | DE3712874A1 (de) |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998048445A1 (de) * | 1997-04-24 | 1998-10-29 | Leybold Vakuum Gmbh | Penning-vakuummeter |
CN107378225A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 中国科学院自动化研究所 | 自动送料及装卡系统及焊接方法 |
WO2021052600A1 (de) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Inficon ag | Vakuumdichte elektrische durchführung |
-
1986
- 1986-11-17 HU HU472086A patent/HU196530B/hu not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-04-15 DE DE19873712874 patent/DE3712874A1/de not_active Withdrawn
- 1987-05-12 CH CH180087A patent/CH673062A5/de not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998048445A1 (de) * | 1997-04-24 | 1998-10-29 | Leybold Vakuum Gmbh | Penning-vakuummeter |
US6285192B1 (en) | 1997-04-24 | 2001-09-04 | Leybold Vakuum Gmbh | Penning vacuum meter |
CN107378225A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 中国科学院自动化研究所 | 自动送料及装卡系统及焊接方法 |
CN107378225B (zh) * | 2017-07-19 | 2020-02-11 | 中国科学院自动化研究所 | 自动送料及装卡系统及焊接方法 |
WO2021052600A1 (de) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Inficon ag | Vakuumdichte elektrische durchführung |
JP2022552620A (ja) * | 2019-09-20 | 2022-12-19 | インフィコン・アーゲー | 真空気密電気フィードスルー |
US11976992B2 (en) | 2019-09-20 | 2024-05-07 | Inficon ag | Vacuum-tight electrical feedthrough |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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HUT45169A (en) | 1988-05-30 |
HU196530B (en) | 1988-11-28 |
CH673062A5 (de) | 1990-01-31 |
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